3月28日，记者从中国科学院南京天文光学技术研究所（以下简称南京天光所）获悉，该所研究人员基于郭守敬望远镜（LAMOST）成功研发出纳米级高精度微位移促动器，结束了这一类望远镜关键器件长达17年的依赖进口的局面。目前，该国产促动器已成功通过三年安全稳定试运行测试，并于2024年8月在LAMOST上全面部署上线，无故障运行至今。

LAMOST是我国天文学家独创的世界上口径最大的大视场望远镜，突破了望远镜大视场与大口径不能兼得的瓶颈，被称为“王（绶琯）—苏（定强）主动反射施密特”，是一种新类型望远镜。其核心创新是创造性地发展主动光学技术，在观测过程中镜面的曲面形状不断变化，这种“主动变形镜光学系统”是常规光学不可能实现的。在LAMOST主动光学系统的诸多关键器件中，波前传感器、力促动器和镜面支撑等技术都是国产化。其中作为主动光学关键器件—纳米级高精度微位移促动器却一直依赖进口，给LAMOST稳定运行和数据产出带来很大的安全隐患。

纳米级高精度微位移促动器是一种能够实现微小位移精确控制的装置，常用来进行光学元件精密调整，如望远镜、显微镜等光学仪器中的镜片位置调整。通过纳米级的位移控制，可以优化光学系统的性能，提高成像质量和光信号传输效率。

“简而言之，这是望远镜实际应用中很关键的一类器件。为此，早在20世纪90年代，南京天光所就针对位移促动器展开技术攻关。”南京天光所正高级实验师周国华在所多年，亲眼见证了历时十余年的突破。他告诉记者，国产纳米级高精度微位移促动器，在分辨率和行程上与进口同类产品相当，但研究人员自主研发增加了LVDT反馈功能，更方便安装和调试。

“攻关过程中，比较难的是解决精密机械的空回问题和纳米级测试环境问题。”南京天光所正高级工程师陆启帅解释道，在精密机械中，空回问题是指传动机构在正反向运动切换时，由于各种因素导致的输出轴或执行部件不能立即跟随输入轴的运动变化而产生的一种滞后现象。“空回问题直接影响定位精度和光路稳定性，导致成像质量下降。”陆启帅回忆，研究团队花费了很多时间，最终通过研究精密齿轮减速箱、同步带及带轮、精密差动螺纹传动及细牙螺纹传动等机械要素，成功减少了空回。

在国家重大科技基础设施维修改造项目资助下，南京天光所已自主研制出219套纳米级高精度微位移促动器和37套智能控制器，促动器分辨率高达4.45纳米，解决了当前我国建设10米级大口径拼接望远镜关键器件的需求，可充分支撑LAMOST发挥我国前沿高精尖技术发展平台的重要作用。

值得一提的是，纳米级高精度微位移促动器，在许多高科技领域都有着重要应用，如半导体制造、精密测量、生物医学工程、工业机器人制造等。2022年南京大学电子科学与工程学院的6亿级超大像素照相机的调焦机构上也采用了南京天光所研制的国产化位移促动器。

“纳米级高精度微位移促动器的成功研制不仅为今后研制更大规模的拼接镜面望远镜所需要的高精度位移促动器打下了坚实的基础，也更加坚定了我们要做自主研发的信心和决心。”南京天光所望远镜新技术研究团队相关负责人介绍，接下来，团队将继续针对国际前沿的极大望远镜柔性位移促动器的关键技术展开深入研究和攻关，计划初步发展基于音圈电机控制的柔性位移促动器技术，当前已成功研制了多套原理样机，各项实测性能指标均已达到国际前沿水平。

此外，团队还曾于2018年成功研制一套瑞利激光信标系统，此系统能够在距地面约12公里的高空成功生成一颗亮度约为7等的激光星作为LAMOST主动光学信标，为我国在极大望远镜中的激光星技术积累不可或缺的技术准备。

通讯员 蒋婷

南京日报/紫金山新闻记者 张安琪